WO2022250116A1 - 逆浸透複合膜 - Google Patents

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group
composite
membrane
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弘志 谷
嘉 山本
主馬 安原
有美 井家
美香 石原
直子 岸本
朋久 吉岡
敬三 中川
卓司 新谷
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長瀬産業株式会社
国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
国立大学法人神戸大学
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    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0093Chemical modification
    • B01D67/00931Chemical modification by introduction of specific groups after membrane formation, e.g. by grafting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/15Use of additives
    • B01D2323/218Additive materials
    • B01D2323/2182Organic additives
    • B01D2323/21834Amines
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    • B01D2325/48Antimicrobial properties
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to reverse osmosis composite membranes.
  • Antibiotics are powerful tools against bacterial infections.
  • various antibiotics have been developed that target proteins synthesized by bacteria.
  • bacteria acquire drug resistance to conventional antibiotics by methods such as changing the structure of proteins that are targets of antibiotics. Therefore, conventional protein-targeted antibiotics have not been sufficient to fight infections.
  • RO membranes are widely used in the field of producing fresh water from seawater and in the field of water purification.
  • RO reverse osmosis
  • microorganisms adhere to the surface of the reverse osmosis membrane and proliferate, forming a biofilm on the surface of the reverse osmosis membrane.
  • the water permeability of the reverse osmosis membrane decreases. This creates a problem of biofouling.
  • development of techniques for preventing biofouling is underway.
  • water to be treated containing a chlorine-based oxidant and a slime control agent is treated with a reverse osmosis membrane arranged upstream of the treatment process and a reverse osmosis membrane arranged downstream of the treatment process.
  • a water treatment method is described in which the treated water is obtained by separating by and.
  • the chlorine-based oxidizing agent with a fast reaction rate is mainly used to suppress biofouling in the reverse osmosis membrane arranged on the upstream side of the treatment process
  • the slime control agent with a slow reaction rate is used to suppress the biofouling of the treatment process. It suppresses biofouling in the reverse osmosis membrane arranged downstream.
  • reverse osmosis membranes used in the conventional technologies described above do not have sufficient ability to suppress biofouling, and there is a demand for the development of new reverse osmosis membranes that can suppress biofouling.
  • One aspect of the present invention aims to realize a new reverse osmosis membrane (more specifically, a reverse osmosis composite membrane) capable of suppressing biofouling.
  • the composite reverse osmosis membrane according to one embodiment of the present invention is a compound having an amino group, and the amino group is modified with two molecules of ⁇ -picolyl group, represented by the following formula (1)
  • a compound having a dipicolylamine structure is chemically modified on the surface:
  • R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. and may be the same or different, and the dipicolylamine structure may be complexed with the metal M).
  • a new reverse osmosis membrane (more specifically, a reverse osmosis composite membrane) capable of suppressing biofouling can be realized.
  • FIG. 4 is a graph showing the evaluation results of the antibacterial activity of the composite reverse osmosis membrane (composite reverse osmosis membrane to which a monomeric compound is bound) according to one embodiment of the present invention.
  • the composite reverse osmosis membrane of one embodiment of the present invention is a compound having an amino group, the dipicolylamine structure represented by the formula (1) obtained by modifying the amino group with two molecules of an ⁇ -picolyl group.
  • the composite reverse osmosis membrane of one embodiment of the present invention is a compound having an amino group, the dipicolylamine structure represented by the formula (1) obtained by modifying the amino group with two molecules of an ⁇ -picolyl group. It may be a composite reverse osmosis membrane in which a compound having is provided on the surface (the surface of the composite reverse osmosis membrane).
  • the compound having an amino group may be a polymer-type compound or a monomer-type compound.
  • R is each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. selected and may be the same or different.
  • the halogen atom that can be R in formula (1) is not particularly limited.
  • Examples of the halogen atom include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms that can be R in formula (1) is not particularly limited.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group and n-pentyl group. , neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 3-methylpentyl group and the like.
  • the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms that can be R in formula (1) is not particularly limited.
  • Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy and n-pentoxy. group, neopentoxy group, n-hexyloxy group, isohexyloxy group, 3-methylpentoxy group and the like.
  • R is preferably one or more independently selected from the group consisting of a hydrogen atom and a methyl group, more preferably a hydrogen atom.
  • the dipicolylamine structure represented by formula (1) may form a complex with the metal M or may not form a complex with the metal M.
  • the metal M include divalent metals, more specifically Zn, Cu, Mg, Ca, Ni, Fe, Co and Mn. Among them, Zn is more preferable as the metal M. Zn can be abundantly present in living organisms. Therefore, when the metal M is Zn, the toxicity of the compound to organisms whose growth is not to be inhibited can be suppressed.
  • the dipicolylamine structure represented by formula (1) preferably forms a complex with the metal M.
  • the antibacterial activity of the compound in polymer form can be further increased.
  • the dipicolylamine structure forms a complex with the metal M, thereby increasing the positive charge of the compound and selectively recognizing the compound by microorganisms. and/or increased connectivity. Therefore, it is considered that the antimicrobial activity of the compound is further enhanced.
  • the dipicolylamine structure represented by formula (1) preferably does not form a complex with the metal M.
  • the monomeric form of the compound has high antibacterial activity even though the dipicolylamine structure is not complexed with the metal M. Therefore, with this configuration, the metal M is not required during the manufacture, reproduction and / or reuse of the reverse osmosis composite membrane, which is industrially advantageous (for example, inexpensively and simply, It is not necessary to manufacture a reverse osmosis composite membrane, or to coordinate the metal M again when reused, etc.).
  • the compound is preferably represented by the following formula (2) (for example, a compound in the form of a polymer).
  • the compound is preferably represented by the following formula (3) (for example, a monomeric compound).
  • n is an integer of 1 or more
  • X is a functional group that bonds with the carboxyl group.
  • Preferred examples of the functional group that binds to the carboxyl group include an amino group and a hydroxyl group, since they can easily bind to the carboxyl group.
  • X is more preferably an amino group because it can form an amide bond that does not hydrolyze, in other words, it has excellent bond stability with a carboxyl group.
  • Examples of n include integers from 1 to 20, integers from 1 to 15, integers from 1 to 10, integers from 1 to 5, and integers from 1 to 3.
  • the compound represented by formula (3) (for example, a compound in the form of a monomer) is chemically modified into a composite reverse osmosis membrane, as shown in the examples described later, the compound in the form of a polymer is chemically modified into the composite reverse osmosis membrane.
  • a deterioration in water permeability (for example, flow velocity) can be suppressed as compared with the case of modification. Therefore, the compound represented by formula (3) can further improve the performance of the composite reverse osmosis membrane.
  • the compound is (i) represented by the above formula (2), (ii) represented by the above formula (3), or (iii) (iii-a) represented by the above formula (2) and (iii-b) a mixture of the compound represented by the above formula (3).
  • the compound is (i) represented by the formula (2), (ii) the dipicolylamine structure does not form a complex with the metal M, and is represented by the formula (3) or (iii) (iii-a) represented by the above formula (2), and (iii-b) the dipicolylamine structure does not form a complex with the metal M, and the above formula (3) and a mixture are preferred.
  • the compound includes (i) the dipicolylamine structure forming a complex with the metal M and represented by the above formula (2), (ii) the dipicolylamine structure and the metal M It does not form a complex and is represented by the above formula (3), or (iii) (iii-a) the dipicolylamine structure forms a complex with the metal M, and a compound represented by the above formula (2) and (iii-b) a compound in which the dipicolylamine structure does not form a complex with the metal M and a compound represented by the above formula (3) and a mixture , preferably.
  • the molecular weight of the compound for example, one or more molecular weights selected from the group consisting of number average molecular weight, weight average molecular weight and yearly average molecular weight, is not particularly limited and can be set as appropriate. For example, it is preferably from 200 to 100,000, more preferably from 300 to 10,000, even more preferably from 500 to 5,000, and particularly preferably from 750 to 3,000.
  • the molecular weight of the compound is preferably a number average molecular weight.
  • the molecular weight of the compound is preferably a weight average molecular weight.
  • the number average molecular weight may be a number average molecular weight calculated by a viscosity method, or may be a number average molecular weight calculated based on boiling point elevation.
  • the compound to be chemically modified in the composite reverse osmosis membrane it is possible to use synthetically produced compounds or commercially available compounds.
  • a method for synthesizing the above compound is not limited, and a known synthesis method can be used as appropriate.
  • the synthesis method described in WO2019/230543 A1 or European Journal of Medicinal Chemistry, 174, 181-197; 2019 can be used.
  • WO2019/230543 A1 is incorporated herein by reference.
  • the material that constitutes the reverse osmosis composite membrane before being chemically modified is not limited, and examples include aromatic polyamide and polysulfone.
  • the reverse osmosis composite membrane of one embodiment of the present invention can be, for example, a reverse osmosis composite membrane in which the surface of aromatic polyamide is chemically modified, or a reverse osmosis composite membrane in which the surface of polysulfone is chemically modified.
  • the method of providing the surface of the is not limited, and a method utilizing a known chemical reaction may be used as appropriate.
  • the compound having a dipicolylamine structure represented by formula (1) may be directly bound to the surface of the reverse osmosis composite membrane, or may contain other components (e.g., linker, activator, glutamic acid It may be indirectly bonded to the surface of the composite reverse osmosis membrane via a polyamide layer, etc.).
  • EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride
  • an active esterifying agent eg, N-hydroxysuccinimide (NHS), etc.
  • the reverse osmosis composite membrane according to one embodiment of the present invention can be said to be a reverse osmosis composite membrane obtained by immersing the reverse osmosis membrane in an aqueous solution containing the compound according to one embodiment of the present invention.
  • the reverse osmosis composite membrane immersed in the aqueous solution containing the compound may be, for example, a reverse osmosis composite membrane in which the compound is not chemically modified on the surface, and the compound is already chemically modified on the surface. It may be a composite membrane.
  • the time for which the composite reverse osmosis membrane is immersed in the aqueous solution containing the above compounds is not particularly limited.
  • the concentration of the compound in the aqueous solution containing the compound is not particularly limited.
  • the concentration is, for example, preferably 0.01% to 5% by weight, more preferably 0.01% to 3% by weight, and even more preferably 0.01% to 1% by weight, based on 100% by weight of the aqueous solution.
  • the above concentration may be 0.1% by weight or less in 100% by weight of the aqueous solution.
  • the compound can be chemically modified sufficiently and efficiently on the surface of the composite reverse osmosis membrane.
  • the above concentration is 1% by weight or less in 100% by weight of the aqueous solution, it does not adversely affect the properties of the film, which is more preferable.
  • "% by weight" may be expressed as "wt%".
  • the ambient temperature when the composite reverse osmosis membrane is immersed in the aqueous solution containing the above compounds is not particularly limited, and may be, for example, 0°C to 35°C.
  • the reverse osmosis composite membrane Before immersing the reverse osmosis composite membrane in the aqueous solution containing the above compound, the reverse osmosis composite membrane may be left standing in pure water for, for example, 30 minutes.
  • the reverse osmosis composite membrane is immersed in an aqueous solution containing a water-soluble carbodiimide compound and an aqueous solution containing an active esterifying agent, respectively. , may be immersed.
  • SWC4 (Nitto Denko Corporation), which is a commercially available composite reverse osmosis membrane, was allowed to stand in pure water for 30 minutes.
  • MES 2-morpholinoethanesulfonic acid
  • EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride
  • the reverse osmosis composite membrane was immersed in a buffer solution of 2-morpholinoethanesulfonic acid (MES) containing a stabilizer of N-hydroxysuccinimide (NHS) for 15 minutes.
  • MES 2-morpholinoethanesulfonic acid
  • NHS N-hydroxysuccinimide
  • the reverse osmosis composite membrane is immersed in an aqueous solution containing various concentrations (0 wt%, 1 wt%, 3 wt%, or 5 wt%) of the compound in polymer or monomer form for 12 hours in a sealed state at room temperature. , and under dark conditions, the reverse osmosis composite membrane and the compound were allowed to react.
  • the reverse osmosis composite membrane was stored in pure water until it was used for testing.
  • An embodiment of the present invention may have the following configuration.
  • ⁇ 1> A compound having an amino group, wherein the amino group is modified with two ⁇ -picolyl groups, and the surface is chemically modified with a compound having a dipicolylamine structure represented by the following formula (1):
  • R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. and may be the same or different, and the dipicolylamine structure may be complexed with the metal M).
  • R is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an amino group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. and may be the same or different, and the dipicolylamine structure may be complexed with the metal M).
  • n is an integer of 1 or more, and X is a functional group that binds to the carboxyl group.
  • n is an integer of 1 or more, and X is a functional group that binds to the carboxyl group.
  • ⁇ 4> The composite reverse osmosis membrane according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the dipicolylamine structure forms a complex with metal M.
  • ⁇ 5> The composite reverse osmosis membrane according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the dipicolylamine structure does not form a complex with the metal M.
  • SWC4 (Nitto Denko Corporation), which is a commercially available composite reverse osmosis membrane, was allowed to stand in pure water for 30 minutes.
  • MES 2-morpholinoethanesulfonic acid
  • EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride
  • the reverse osmosis composite membrane was immersed in a buffer solution of 2-morpholinoethanesulfonic acid (MES) containing an active esterifying agent of N-hydroxysuccinimide (NHS) for 15 minutes.
  • MES 2-morpholinoethanesulfonic acid
  • NHS N-hydroxysuccinimide
  • the reverse osmosis composite membrane is immersed in an aqueous solution containing various concentrations (0 wt%, 1 wt%, 3 wt%, or 5 wt%) of the compound in polymer or monomer form for 12 hours in a sealed state at room temperature. , and under dark conditions, the reverse osmosis composite membrane and the compound were allowed to react.
  • the reverse osmosis composite membrane was stored in pure water until it was used for testing.
  • the reverse osmosis composite membrane includes (1) a reverse osmosis composite membrane bound with various concentrations (1 wt%, 3 wt%, or 5 wt%) of a polymer-form compound, (2) a specific concentration (1 wt%) of a reverse osmosis composite membrane.
  • a reverse osmosis composite membrane with a compound bound in monomeric form and (3) a reverse osmosis composite membrane without a compound bound (Control) were used.
  • a reverse osmosis composite membrane with an area of 8.041 ⁇ 10 4 cm 2 and SurPASS 3 manufactured by Anton Paar
  • the pH was changed using 0.05 M HCl and 0.1 M KOH.
  • a supporting electrolyte of 1 mM KCl the ⁇ potential of the reverse osmosis composite membrane was measured.
  • reverse osmosis composite membranes bound with monomeric compounds are more likely to be in polymer form.
  • compound-bound reverse osmosis composite membranes For example, in the aspect of producing fresh water from seawater, a reverse osmosis composite membrane bound with a monomeric compound produces more seawater per unit time than a reverse osmosis composite membrane bound with a polymer compound. The amount of fresh water produced from the membrane increased, indicating a higher capacity of the composite reverse osmosis membrane.
  • a composite reverse osmosis membrane cut to a size of 25 mm x 25 mm was immersed in a 10 mM zinc nitrate aqueous solution under sterile conditions.
  • the reverse osmosis composite membrane was taken out from the zinc nitrate aqueous solution, and excess zinc nitrate aqueous solution was wiped off from the reverse osmosis composite membrane.
  • This operation yielded a composite reverse osmosis membrane bound with a polymer-form compound in which at least a portion of the dipicolylamine structure formed a complex with zinc metal (Zn 2+ ).
  • the composite reverse osmosis membrane was then subjected to E.I. coli ATCC 25922, or S.
  • a culture solution of A. aureus ATCC 25923 was added (inoculum number: 9.4 ⁇ 10 4 CFU) and cultured for 24 hours.
  • Inhibition (%) refers to Control's E.M. coli or S.
  • the percentage of colony number (CFU) of C. aureus is shown. Therefore, the lower the “inhibition (%)” value, the higher the antibacterial activity of the composite reverse osmosis membrane.
  • the composite reverse osmosis membrane of this example is manufactured by S.K. aureus (a Gram-positive bacterium) and E. showed antibacterial activity against both E. coli (Gram-negative bacteria), but E. than S. coli (Gram-negative bacteria). aureus (Gram-positive bacteria) showed higher antibacterial activity.
  • reverse osmosis composite membranes cut to size of 25 mm ⁇ 25 mm were immersed in 0.5 mM zinc nitrate aqueous solution under sterile conditions.
  • the reverse osmosis composite membrane was taken out from the zinc nitrate aqueous solution, and excess zinc nitrate aqueous solution was wiped off from the reverse osmosis composite membrane.
  • This operation yielded a composite reverse osmosis membrane bound with a monomeric compound in which at least a portion of the dipicolylamine structure formed a complex with zinc metal (Zn 2+ ).
  • a culture test of two types of bacteria described later was conducted.
  • the composite reverse osmosis membrane was then subjected to E.I. coli ATCC 25922, or S.
  • a culture solution of A. aureus ATCC 25923 was added (inoculum number: 1.5 ⁇ 10 5 CFU) and cultured for 24 hours.
  • Inhibition (%) refers to Control's E.M. coli or S.
  • the percentage of colony number (CFU) of C. aureus is shown. Therefore, the lower the “inhibition (%)” value, the higher the antibacterial activity of the composite reverse osmosis membrane.
  • the reverse osmosis composite membrane of this example is manufactured by S.K. aureus (a Gram-positive bacterium) and E. showed antibacterial activity against both S. coli (Gram-negative bacteria), E. aureus (Gram-positive) rather than E. showed higher antibacterial activity against E. coli (Gram-negative bacteria).
  • the reverse osmosis composite membrane of this example exhibited high antibacterial activity regardless of the presence or absence of Zn2 + . This indicates that the reverse osmosis composite membrane of this example does not require metals for its antibacterial activity.
  • E.I. A culture solution of E. coli ATCC 25922 was added (inoculum number: 5 ⁇ 10 2 CFU) and cultured for 24 hours.
  • Fig. 1 shows the test results.
  • FIG. 1 is a graph showing the results of evaluating the antibacterial activity of a composite reverse osmosis membrane (composite reverse osmosis membrane to which a monomeric compound is bound) according to one embodiment of the present invention.
  • a composite reverse osmosis membrane composite reverse osmosis membrane to which a monomeric compound is bound
  • FIG. 1 in Control, E.P.
  • the number of colonies (CFU) of E. coli ATCC 25922 was about 3.8 ⁇ 10 5 CFU.
  • a bacterial count of about 3.8 ⁇ 10 5 CFU is closer to the actual bacterial count in seawater or treated water than the bacterial count of about 3 ⁇ 10 8 CFU shown in Tables 2 and 3.
  • the composite reverse osmosis membrane of this example was able to react with E.E. It showed very high antibacterial activity against E. coli (Gram-negative bacteria).
  • the present invention can be widely used in the technology of producing fresh water from seawater and the technology of purifying water.

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Abstract

バイオファウリングを抑制することができる新たな逆浸透膜(より具体的に、逆浸透複合膜)を実現することを課題とする。アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、ジピコリルアミン構造を有する化合物が表面に化学修飾されてなる、逆浸透複合膜を用いることにより、上記課題を達成する。

Description

逆浸透複合膜
 本発明は、逆浸透複合膜に関する。
 抗生物質は、細菌の感染症に対する強力なツールである。従来、細菌が合成するタンパク質を標的とした様々な抗生物質が開発されてきた。しかしながら、抗生物質の標的であるタンパク質の構造を変えるなどの方法により、従来の抗生物質に対して薬剤耐性を獲得する細菌が報告されている。そのため、タンパク質を標的とした従来の抗生物質では、感染症への対応としては十分ではなかった。
 このような理由から、近年、タンパク質以外の物質を標的とした抗生物質の開発が求められている。本発明者らは、これまでに、細菌の細胞膜を標的とした、抗微生物活性を有するポリマーを開発している(例えば、特許文献1)。
 ところで、逆浸透(Reverse Osmosis:RO)膜は、海水から淡水を製造する分野、および、水を浄化する分野などにおいて、広く用いられている。逆浸透膜を長期間にわたって使用すると、微生物が逆浸透膜の表面に付着して増殖し、逆浸透膜の表面にバイオフィルムが形成され、その結果、逆浸透膜の透水性能が低下するという、バイオファウリング(biofouling)という問題を生じる。現在、バイオファウリングを防ぐための技術の開発が進められている。
 例えば、特許文献2には、塩素系酸化剤とスライムコントロール剤とを含む被処理水を、処理工程の上流側に配置された逆浸透膜と、処理工程の下流側に配置された逆浸透膜とによって分離して処理水を得る、水処理方法が記載されている。当該水処理方法では、主として、反応速度が速い塩素系酸化剤によって、処理工程の上流側に配置された逆浸透膜におけるバイオファウリングを抑制し、反応速度が遅いスライムコントロール剤によって、処理工程の下流側に配置された逆浸透膜におけるバイオファウリングを抑制している。
WO2019/230543 A1 特開2020-39993号公報
 しかしながら、上述のような従来技術に用いられる逆浸透膜は、バイオファウリングの抑制能力が十分ではなく、バイオファウリングを抑制することができる新たな逆浸透膜の開発が求められている。
 本発明の一態様は、バイオファウリングを抑制することができる新たな逆浸透膜(より具体的に、逆浸透複合膜)を実現することを目的とする。
 すなわち、本発明の一実施形態に係る逆浸透複合膜は、アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、下記式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が表面に化学修飾されてなる:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 (上記式(1)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、炭素数1~6のアルキル基、および炭素数1~6のアルコキシ基からなる群からそれぞれ独立して選択され、同一であってもよく、または異なっていてもよい。また、当該ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していてもよい。)。
 本発明の一態様によれば、バイオファウリングを抑制することができる新たな逆浸透膜(より具体的に、逆浸透複合膜)を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る逆浸透複合膜(モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜)の抗菌活性の評価結果を示すグラフである。
 本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態及び実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。本明細書中、数値範囲に関して「A~B」と記載した場合、当該記載は「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。
 本発明の一実施形態の逆浸透複合膜は、アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が表面(逆浸透複合膜の表面)に化学修飾されてなる、逆浸透複合膜である。本発明の一実施形態の逆浸透複合膜は、アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が表面(逆浸透複合膜の表面)に備えられている、逆浸透複合膜であってもよい。なお、上記アミノ基を有する化合物は、ポリマー形態の化合物であってもよいし、モノマー形態の化合物であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(1)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、炭素数1~6のアルキル基、および炭素数1~6のアルコキシ基からなる群からそれぞれ独立して選択され、同一であってもよく、または異なっていてもよい。
 式(1)のRとなり得るハロゲン原子は、特に限定されない。当該ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
 式(1)のRとなり得る炭素数1~6のアルキル基は、特に限定されない。当該炭素数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、3-メチルペンチル基等が挙げられる。
 式(1)のRとなり得る炭素数1~6のアルコキシ基は、特に限定されない。当該炭素数1~6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、tert-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、n-ペントキシ基、ネオペントキシ基、n-ヘキシルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、3-メチルペントキシ基等が挙げられる。
 式(1)中、Rは、水素原子およびメチル基からなる群からそれぞれ独立して選択される1種以上であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。当該構成であれば、金属Mが配位する際の立体障害が少なく、化合物と細菌との親和性が向上するという利点を有する。
 式(1)で表されるジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成しているものであってもよいし、金属Mと錯体を形成していないものであってもよい。金属Mとしては、例えば、2価金属を挙げることができ、より具体的に、Zn、Cu、Mg、Ca、Ni、Fe、CoおよびMnなどを挙げることができる。金属Mとしては、これらの中でも、Znであることがより好ましい。Znは生物の生体内に豊富に存在し得る。そのため、金属MがZnである場合には、生育の阻害対象ではない生物に対する化合物の毒性を抑えることができる。
 上記アミノ基を有する化合物がポリマー形態の化合物である場合には、式(1)で表されるジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していることが好ましい。当該構成であれば、ポリマー形態の化合物の抗菌活性を、より上昇させることができる。アミノ基を有する化合物がポリマー形態の化合物である場合には、ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成することによって、当該化合物の正電荷が増加し、当該化合物の微生物への選択的な認識および/または結合性が増加し得る。そのため、当該化合物の抗微生物活性がより上昇すると考えられる。
 一方、上記アミノ基を有する化合物がモノマー形態の化合物である場合には、式(1)で表されるジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していないことが好ましい。モノマー形態の化合物は、ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成していなくても、高い抗菌活性を有している。それ故に、当該構成であれば、逆浸透複合膜の製造や再生産および/または再利用の際に金属Mを必要とせず、工業的に有利となる(例えば、安価に、かつ、簡便に、逆浸透複合膜を製造したり、再使用の際に金属Mを改めて配位させる必要がなくなる等)。
 上記化合物は、下記式(2)で表されるもの(例えば、ポリマー形態の化合物)であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 上記化合物は、下記式(3)で表されるもの(例えば、モノマー形態の化合物)であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 上記式(3)中、nは、1以上の整数であり、Xは、カルボキシル基と結合する官能基である。カルボキシル基と結合する官能基としては、カルボキシル基と容易に結合し得ることから、アミノ基、および、水酸基を好ましく例示できる。さらに、加水分解しないアミド結合を作ることができる、換言すればカルボキシル基との結合安定性に優れていることから、Xは、アミノ基であることがより好ましい。nとしては、1~20の整数、1~15の整数、1~10の整数、1~5の整数、および、1~3の整数を例示できる。上記構成であれば、上記化合物によって、逆浸透複合膜の表面を容易に化学修飾することができる。
 また、式(3)で表される化合物(例えば、モノマー形態の化合物)を逆浸透複合膜に化学修飾した場合、後述する実施例に示すように、ポリマー形態の化合物を逆浸透複合膜に化学修飾した場合に比べて、透水性(例えば、流速)の悪化を抑制し得る。このため、式(3)で表される化合物は、逆浸透複合膜の性能をより向上させることができる。
 上記化合物は、(i)上記式(2)で表されるもの、(ii)上記式(3)で表されるもの、または(iii)(iii-a)上記式(2)で表されるものと、(iii-b)上記式(3)で表されるものとの混合物、であることが好ましい。
 上記化合物は、(i)上記式(2)で表されるもの、(ii)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成していないものであり、かつ上記式(3)で表されるもの、または(iii)(iii-a)上記式(2)で表されるものと、(iii-b)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成していないものであり、かつ上記式(3)で表されるものと混合物、であることが好ましい。
 上記化合物は、(i)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成しているものであり、かつ上記式(2)で表されるもの、(ii)上記式(3)で表されるもの、または(iii)(iii-a)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成しているものであり、かつ上記式(2)で表されるものと、(iii-b)上記式(3)で表されるものとの混合物、であることが好ましい。
 上記化合物は、(i)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成しているものであり、かつ上記式(2)で表されるもの、(ii)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成していないものであり、かつ上記式(3)で表されるもの、または(iii)(iii-a)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成しているものであり、かつ上記式(2)で表されるものと、(iii-b)上記ジピコリルアミン構造が金属Mと錯体を形成していないものであり、かつ上記式(3)で表されるものと混合物、であることが好ましい。
 上記化合物の分子量、例えば数平均分子量、重量平均分子量および年度平均分子量からなる群から選択される1つ以上の分子量は、特に限定されず、適宜設定され得る。例えば、200~10万であることが好ましく、300~1万であることがより好ましく、500~5000であることが更に好ましく、750~3000であることが特に好ましい。例えば、上記化合物が、ポリエチレンイミンを原料ポリマーとして得られるもの(ポリマー形態の化合物)である場合、当該化合物の分子量は、数平均分子量であることが好ましい。一方、上記化合物が、ポリアリルアミンを原料ポリマーとして得られるもの(ポリマー形態の化合物)である場合、当該化合物の分子量は、重量平均分子量であることが好ましい。上記数平均分子量は、粘度法によって算出される数平均分子量であってもよいし、沸点上昇に基づいて算出される数平均分子量であってもよい。
 逆浸透複合膜に化学修飾される化合物としては、合成によって作製された物を用いることも可能であるし、市販の化合物を用いることも可能である。上記化合物を合成する方法は限定されず、適否、公知の合成方法を利用することができる。一例として、WO2019/230543 A1、または、European Journal of Medicinal Chemistry, 174, 181-197; 2019に記載の合成方法を利用することができる。なお、WO2019/230543 A1は、本明細書中において参考文献として援用される。
 化学修飾される前の逆浸透複合膜を構成する材料としては、限定されず、芳香族ポリアミド、および、ポリスルホン等を挙げることができる。本発明の一実施形態の逆浸透複合膜は、例えば、芳香族ポリアミドの表面が化学修飾されてなる逆浸透複合膜、または、ポリスルホンの表面が化学修飾されてなる逆浸透複合膜であり得る。
 式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物を逆浸透複合膜の表面に化学修飾する方法、および、式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物を逆浸透複合膜の表面に備える方法は、限定されず、適宜、公知の化学反応を利用する方法を用いればよい。なお、式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物は、逆浸透複合膜の表面に直接結合させてもよいし、他の構成(例えば、リンカー、活性化剤、グルタミン酸を含有するポリアミド層など)を介して、逆浸透複合膜の表面に間接的に結合させてもよい。
 上記方法としては、例えば、(i)式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が有するアミノ基、または、水酸基と、(ii)逆浸透複合膜が有するカルボキシル基と、を反応させて化学結合を形成する方法を挙げることができる。
 上記方法としては、より具体的に、例えば、(a)逆浸透複合膜が有するカルボキシル基と、式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が有するアミノ基(例えば、一級アミン)とを反応させるカルボジイミド誘導法を挙げることができる。なかでも、逆浸透複合膜表面にグルタミン酸を含有するポリアミド層を調製し、縮合剤である水溶性のカルボジイミド化合物(例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC=HCl)等)と、活性エステル化剤(例えば、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)等)とを用いた縮合反応が、好ましい例示として挙げられる。
 より具体的に、上記化合物を含む水溶液中に逆浸透複合膜を浸漬することにより、当該化合物を逆浸透複合膜の表面に化学修飾することができる。換言すれば、本発明の一実施形態に係る逆浸透複合膜は、本発明の一実施形態に係る化合物を含む水溶液中に、逆浸透膜を浸漬してなる逆浸透複合膜である、ともいえる。
 上記化合物を含む水溶液中に浸漬する逆浸透複合膜は、例えば、当該化合物が表面に化学修飾されていない逆浸透複合膜であってもよく、当該化合物が表面に既に化学修飾されている逆浸透複合膜であってもよい。
 上記化合物を含む水溶液中に逆浸透複合膜を浸漬する時間は特に限定されない。
 上記化合物を含む水溶液中の当該化合物の濃度は特に限定されない。上記濃度は、例えば、水溶液100重量%中、0.01重量%~5重量%が好ましく、0.01重量%~3重量%がより好ましく、0.01重量%~1重量%がさらに好ましい。上記濃度は、水溶液100重量%中、0.1重量%以下であってもよい。上記濃度が上述した範囲内である場合、化合物を逆浸透複合膜の表面に、十分にかつ効率的に化学修飾させることができる。また、上記濃度が水溶液100重量%中1重量%以下である場合、膜の性質に悪影響を与えることがなく、より好ましい。本明細書において、「重量%」を「wt%」と表記する場合もある。
 上記化合物を含む水溶液中に逆浸透複合膜を浸漬する際の雰囲気温度は特に限定されず、例えば0℃~35℃であってもよい。
 上記化合物を含む水溶液中に逆浸透複合膜を浸漬する前に、当該逆浸透複合膜を純水中に、例えば30分間、静置してもよい。
 上記カルボジイミド誘導法を採用する場合、化合物を含む水溶液中に逆浸透複合膜を浸漬する前に、当該逆浸透複合膜を水溶性のカルボジイミド化合物を含む水溶液および活性エステル化剤を含む水溶液に、それぞれ、浸漬してもよい。
 まず、市販の逆浸透複合膜であるSWC4(日東電工株式会社)を、純水中に30分間静置した。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、縮合剤である1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC=HCl)を含む、緩衝液である2-モルホリノエタンスルホン酸(MES)中に、10分間、浸漬させた。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、安定剤であるN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を含む、緩衝液である2-モルホリノエタンスルホン酸(MES)中に、15分間、浸漬させた。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、種々の濃度(0wt%、1wt%、3wt%、または、5wt%)のポリマー形態またはモノマー形態の化合物を含む水溶液中に浸漬させ、12時間、密閉状態、室温、および、暗所の条件下にて、逆浸透複合膜と化合物とを反応させた。
 最後に、化合物が結合した逆浸透複合膜を純水にて洗浄した後、試験に用いるまで、当該逆浸透複合膜を純水中で保存した。
 本発明の一実施形態は、以下のような構成であってもよい。
<1>アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、下記式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が表面に化学修飾されてなる、逆浸透複合膜:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (上記式(1)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、炭素数1~6のアルキル基、および炭素数1~6のアルコキシ基からなる群からそれぞれ独立して選択され、同一であってもよく、または異なっていてもよい。また、当該ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していてもよい。)。
<2>上記化合物は、下記式(2)で表されるものである、<1>に記載の逆浸透複合膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
<3>上記化合物は、下記式(3)で表されるものである、<1>に記載の逆浸透複合膜:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (上記式(3)中、nは、1以上の整数であり、Xは、カルボキシル基と結合する官能基である。)。
<4>上記ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成しているものである、<1>~<3>の何れかに記載の逆浸透複合膜。
<5>上記ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していないものである、<1>~<3>の何れかに記載の逆浸透複合膜。
 本発明の一実施形態について実施例を用いて以下に詳説するが、本発明はこれらに限定されない。
 (1.ポリマー形態またはモノマー形態の化合物にて化学修飾された逆浸透複合膜の作製)
 以下に示すポリマー形態の化合物(式(2)で表される化合物)、および、モノマー形態の化合物(式(3)で表される化合物)の各々を用いて、化学修飾された逆浸透複合膜を作製した。なお、式(3)で表される化合物について、本実施例では、nが2であり、かつ、Xがアミノ基である化合物を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ポリマー形態の化合物は、WO2019/230543 A1に記載の方法にしたがって合成した。
 モノマー形態の化合物は、European Journal of Medicinal Chemistry, 174, 181-197;
 2019に記載の方法にしたがって合成した。
 まず、市販の逆浸透複合膜であるSWC4(日東電工株式会社)を、純水中に30分間静置した。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、縮合剤である1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC=HCl)を含む、緩衝液である2-モルホリノエタンスルホン酸(MES)中に、10分間、浸漬させた。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、活性エステル化剤であるN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を含む、緩衝液である2-モルホリノエタンスルホン酸(MES)中に、15分間、浸漬させた。
 次いで、上記逆浸透複合膜を、種々の濃度(0wt%、1wt%、3wt%、または、5wt%)のポリマー形態またはモノマー形態の化合物を含む水溶液中に浸漬させ、12時間、密閉状態、室温、および、暗所の条件下にて、逆浸透複合膜と化合物とを反応させた。
 最後に、化合物が結合した逆浸透複合膜を純水にて洗浄した後、試験に用いるまで、当該逆浸透複合膜を純水中で保存した。
 (2.逆浸透複合膜の流束、阻止率、および、ζ電位の評価)
 逆浸透複合膜としては、(1)種々の濃度(1wt%、3wt%、または、5wt%)のポリマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜、(2)特定の濃度(1wt%)のモノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜、および、(3)化合物を結合させていない逆浸透複合膜(Control)、を用いた。
 8.041×10cmの面積の逆浸透複合膜を用いて、圧力10bar、流速9.9ml/min、塩濃度(NaCl)2000ppmの条件下にて、流速(逆浸透複合膜を通過する純水の流速)、および、阻止率(脱塩率)を測定した。
 また、8.041×10cmの面積の逆浸透複合膜、および、SurPASS 3(anton paar社製)を用いて、0.05M HClおよび0.1M KOHを用いてpHを変化させた溶液、並びに1mM KClである支持電解質の条件下にて、逆浸透複合膜のζ電位を測定した。
 以下に、試験結果を示す。
 以下の表1(特に、ポリマー形態の試験結果を参照)から判るように、逆浸透複合膜に結合する化合物の量が多くなるにしたがって、逆浸透複合膜の阻止率(脱塩率)は向上した。このことは、例えば海水から淡水を製造する局面において、逆浸透複合膜に結合する化合物の量が多くなるにしたがって、海水から製造される淡水の脱塩率が上昇し、すなわち逆浸透複合膜の能力が向上することを示している。
 以下の表1(特に、ポリマー形態の試験結果を参照)から判るように、逆浸透複合膜に結合する化合物の量が多くなるにしたがって、流速は低下する傾向を示すものの、逆浸透複合膜の各々は、実用可能な十分な流速を示した。このことは、例えば海水から淡水を製造する局面において、逆浸透複合膜に結合する化合物の量が多くなるにしたがって、単位時間あたりに海水から製造される淡水の量が低下し、すなわち逆浸透複合膜の能力は低下するものの、海水から淡水を製造する逆浸透複合膜の能力は十分に実用可能な能力であることを示している。
 以下の表1(特に、1wt% ポリマー形態の試験結果、および、1wt% モノマー形態の試験結果を参照)から判るように、モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜の方が、ポリマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜よりも、流速が大きかった。このことは、例えば海水から淡水を製造する局面において、モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜の方が、ポリマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜よりも、単位時間あたりに海水から製造される淡水の量が増加し、すなわち逆浸透複合膜の能力が高いことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 (3.逆浸透複合膜の抗菌活性の評価)
 逆浸透複合膜としては、(1’)種々の濃度(1wt%、または、5wt%)のポリマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜、(2’)種々の濃度(3wt%、または、5wt%)のモノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜、(3’)種々の濃度(0.01wt%、0.1wt%、または、1wt%、)のモノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜、および、(4’)化合物を結合させていない逆浸透複合膜(Control)を用いた。
 (3-1.ポリマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜)
 上記(1’)および(4’)の逆浸透複合膜の抗菌活性を、フィルム密着法(JIS Z 2801)変法にしたがって、Zn2+の存在下にて試験した。
 まず、滅菌条件下にて25mm×25mmの大きさにカットした逆浸透複合膜を、10mMの硝酸亜鉛水溶液中に浸漬させた。
 次いで、硝酸亜鉛水溶液から逆浸透複合膜を取り出し、当該逆浸透複合膜から、余剰の硝酸亜鉛水溶液を拭き取り除去した。かかる操作により、少なくとも一部のジピコリルアミン構造が亜鉛金属(Zn2+)と錯体を形成しているポリマー形態の化合物が結合している逆浸透複合膜を得た。
 次いで、逆浸透複合膜に、E.coli ATCC 25922、または、S.aureus ATCC 25923の培養液を添加し(接種菌数:9.4×10CFU)、24時間、培養した。
 24時間の培養の後、逆浸透複合膜上で生育したE.coli ATCC 25922、または、S.aureus ATCC 25923のコロニー数を計算した。
 以下に、試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表2において、「抑制(%)」は、ControlのE.coliまたはS.aureusのコロニー数(CFU)に対する、化合物が結合している逆浸透複合膜のE.coliまたはS.aureusのコロニー数(CFU)の割合(%)を示している。従って、「抑制(%)」の値が低いほど、逆浸透複合膜の抗菌活性が高いことを示している。
 本実施例の逆浸透複合膜は、S.aureus(グラム陽性菌)およびE.coli(グラム陰性菌)の両方に対して抗菌活性を示したが、E.coli(グラム陰性菌)よりも、S.aureus(グラム陽性菌)に対して、より高い抗菌活性を示した。
 (3-2.モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜1)
 上記(2’)および(4’)の逆浸透複合膜の抗菌活性を、フィルム密着法(JIS Z 2801)変法にしたがって、Zn2+の存在下、または、Zn2+の非存在下にて試験した。
 Zn2+の存在下で試験する場合には、滅菌条件下にて25mm×25mmの大きさにカットした逆浸透複合膜を、0.5mMの硝酸亜鉛水溶液中に浸漬させた。次いで、硝酸亜鉛水溶液から逆浸透複合膜を取り出し、当該逆浸透複合膜から、余剰の硝酸亜鉛水溶液を拭き取り除去した。かかる操作により、少なくとも一部のジピコリルアミン構造が亜鉛金属(Zn2+)と錯体を形成しているモノマー形態の化合物が結合している逆浸透複合膜を得た。当該逆浸透複合膜を用いて、後述する2種類の菌の培養試験を行った。一方、Zn2+の非存在下で試験する場合には、滅菌条件下にて25mm×25mmの大きさにカットした逆浸透複合膜を用いて、後述する2種類の菌の培養試験を行った。
 次いで、逆浸透複合膜に、E.coli ATCC 25922、または、S.aureus ATCC 25923の培養液を添加し(接種菌数:1.5×10CFU)、24時間、培養した。
 24時間の培養の後、逆浸透複合膜上で生育したE.coli ATCC 25922、または、S.aureus ATCC 25923のコロニー数を計算した。
 以下に、試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 表3において、「抑制(%)」は、ControlのE.coliまたはS.aureusのコロニー数(CFU)に対する、化合物が結合している逆浸透複合膜のE.coliまたはS.aureusのコロニー数(CFU)の割合(%)を示している。従って、「抑制(%)」の値が低いほど、逆浸透複合膜の抗菌活性が高いことを示している。
 本実施例の逆浸透複合膜は、S.aureus(グラム陽性菌)およびE.coli(グラム陰性菌)の両方に対して抗菌活性を示したが、S.aureus(グラム陽性菌)よりも、E.coli(グラム陰性菌)に対して、より高い抗菌活性を示した。
 本実施例の逆浸透複合膜は、Zn2+の有無の関わらず、高い抗菌活性を示した。このことは、本実施例の逆浸透複合膜は、その抗菌活性の発現に金属を必要としないことを示している。
 (3-3.モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜2)
 上記(3’)および(4’)の逆浸透複合膜の抗菌活性を、フィルム密着法(JIS Z 2801)変法にしたがって、Zn2+の非存在下にて試験した。
 次いで、滅菌条件下にて25mm×25mmの大きさにカットした逆浸透複合膜に、E.coli ATCC 25922の培養液を添加し(接種菌数:5×10CFU)、24時間、培養した。
 24時間の培養の後、逆浸透複合膜上で生育したE.coli ATCC 25922、のコロニー数を計算した。
 試験結果を図1に示す。
 図1は、本発明の一実施形態に係る逆浸透複合膜(モノマー形態の化合物を結合させた逆浸透複合膜)の抗菌活性の評価結果を示すグラフである。図1に示すように、Controlでは、E.coli ATCC 25922のコロニー数(CFU)が約3.8×10CFUとなった。約3.8×10CFUという菌数は、表2および3に示す約3×10CFUという菌数と比較して、より実際の海水または処理水中の菌数に近い。図1に示すように、化合物の水溶液の濃度が低く、かつZn2+非存在下であるにもかかわらず、本実施例の逆浸透複合膜は、E.coli(グラム陰性菌)に対して、非常に高い抗菌活性を示した。
 本発明は、海水から淡水を製造する技術、および、水を浄化する技術などに、広く利用することができる。

Claims (5)

  1.  アミノ基を有する化合物であって、当該アミノ基にα-ピコリル基2分子を修飾してなる、下記式(1)で表されるジピコリルアミン構造を有する化合物が表面に化学修飾されてなる、逆浸透複合膜:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (上記式(1)中、Rは、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、炭素数1~6のアルキル基、および炭素数1~6のアルコキシ基からなる群からそれぞれ独立して選択され、同一であってもよく、または異なっていてもよい。また、当該ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していてもよい。)。
  2.  上記化合物は、下記式(2)で表されるものである、請求項1に記載の逆浸透複合膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  3.  上記化合物は、下記式(3)で表されるものである、請求項1に記載の逆浸透複合膜:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     (上記式(3)中、nは、1以上の整数であり、Xは、カルボキシル基と結合する官能基である。)。
  4.  上記ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成しているものである、請求項1~3の何れか1項に記載の逆浸透複合膜。
  5.  上記ジピコリルアミン構造は、金属Mと錯体を形成していないものである、請求項1~3の何れか1項に記載の逆浸透複合膜。
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EUROPEAN JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, vol. 174, 2019, pages 181 - 197

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